Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolreza Kabiri,Hossein Atoof,Kayvan Asghari
عبدالرضا کبیری سامانی (استاد راهنما) حسین عطوف (استاد مشاور) کیوان اصغری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azam Abdollahi
اعظم عبدالهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Side weir is a common hydraulic structure installed along the main channel to divert a part of the flow from the main channel. While the depth of water reaches the side weir crest’s elevation, the weir starts to overflow thereby evacuates a portion of main channel flow discharge to the lateral channel. Side weirs are used in irrigation and drainage channels, flood control systems and wastewater collection networks to divert the flow as well as to isolate the sedimentation and to reduce the bed loads. Labyrinth side weirs are a type of lateral weirs with a discharge coefficient of 1.5–4.5 times the rectangular side weirs. During the last decade, these weirs have been the interest of different researches. In this study, labyrinth side weirs besides groups of vane plates were modeled numerically using an open source software namely OpenFOAM-2.1. The free-surface flow over the triangular labyrinth side weirs was modeled using Volume of Fluids (VOF) method. To calculate the flow characteristics of subcritical approach flow condition the k- e standard turbulence model was applied. The predictions of 3D numerical turbulence model were validated using the experimental results of former investigations. The objective of the present study was to improve the flow field around the labyrinth side weirs by employing a group of vane plates with different arrangements.The pressure gradient around the plates creates secondary flow regions up and downstream of the vane plates resulting in a higher flow discharge toward the lateral channel. Furthermore, these plates are influential tools to control the sedimentation. Results indicate that the maximum discharge coefficient is responsible while the plates are located perpendicular to the flow direction at the downstream end of the weirs inside the main channel. It was found that to have a better performance of plates the ratio of the plates width to the channel width should be almost 0.38-0.4. Due to reduction of momentum, the greatest region of separation was observed around the furthest plate. Stagnation regions occur at the downstream end of the weir inside the channel. Finally, for the best arrangement of plates, free-surface profiles, velocity distribution, flow streamlines, vortices, stagnation regions, the angle of spilling jet, the Reynolds stresses and the turbulent kinetic energy were analyzed in details. Key words: Discharge coefficient, flow field, Labyrinth side weir, OpenFOAM, Vane plates.
سرریز کناری از سازه های مهم هیدرولیکی است که در کنار کانال و به موازات آن نصب شده و برای انحراف بخشی از جریان از کانال اصلی به کانال انحرافی مورد استفاده قرار می گیرد. مادامی که ارتفاع آب به تاج سرریز می رسد، سرریز وارد عمل شده و آب اضافی را از کانال اصلی به صورت کناری خارج می نماید. سرریز های کناری در انتقال آب از کانال اصلی به کانال های فرعی در سیستم های آبیاری و زهکشی، کنترل سیلاب و جمع آوری آب های سطحی و جداسازی رسوب و کاهش بار بستر به کار می روند. هدف از انجام تحقیق حاضر اصلاح ورودی جریان در محدوده ی سرریز کناری منقاری به منظور افزایش ضریب دبی سرریز است. سرریز های کناری منقاری، به دلیل افزایش طول مؤثردرطول ثابتی از دیواره کانال، دارای ضریب تخلیه 5/4 - 5/1 برابر سرریز های معمولی هستند. به منظور اصلاح ساختار ورودی جریان، از تعدادی صفحه برای انحراف جریان استفاده خواهد شد. این صفحات علاوه بر انحراف جریان، نقش بسیار مؤثری در دور کردن رسوبات بار بستر از دهانه آبگیر و کنترل رسوبات دارند. مشخصه اصلی صفحات این است که بر اثر اختلاف فشار دو طرف صفحه جریان ثانویه ای در اطراف آنها ایجاد می شود و دبی جریان بیشتری را با حداقل تبعات هیدرودینامیکی نظیر ورود رسوبات به کانال جانبی هدایت می کنند. در این تحقیق از نرم افزار OpenFoam، برای مدل سازی جریان در محدوده ی سرریز کناری در حضور صفحات هادی استفاده شده است. با بررسی چیدمان های مختلف صفحات، بهترین ترکیب سرریز کناری منقاری و صفحات هادی انتخاب شد. بیشترین ضریب تخلیه در حالتی که صفحات هادی در انتهای پایین دست سرریز و به صورت عمود بر جهت جریان قرار گرفته و نسبت مجموع عرض صفحات به عرض کانال برابر 38/0 بود، به دست آمد. در ادامه برای مدل با بیشترین ضریب تخلیه، میدان جریان و نمودار های توزیع سرعت ترسیم و محل وقوع گردابه ها و جدایش جریان مشخص شد. هم چنین برخی از خصوصیات جریان نظیر زاویه خروج جریان از کانال اصلی، تنش های رینولدزی، عدد فرود، انرژی جنبشی آشفتگی و سایر مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. کلمات کلیدی: سرریز کناری، ضریب تخلیه، صفحات هادی، توزیع سرعت، نرم افزار OpenFoam.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی